硅膠固化單寧酸的制備及吸附性能研究.pdf

1、本文首先簡要概述了土壤重金屬的污染狀況、重金屬污染的修復方法、植物單寧的研究進展、植物單寧高分子材料的合成，在此基礎上提出了目前土壤重金屬污染修復方法的一些不足，如耗資大、周期長、修復重金屬種類單一、螯合劑不能回收、材料本身對環(huán)境存在危害等。接著合成吸附材料(硅膠固化單寧酸TIS)，并對其基本特性、合成條件、材料對重金屬離子的吸附性能和模擬土壤中吸附能力做了研究，探討一種投入少且環(huán)境污染較小、可回收的重金屬螯合劑。
　　單寧酸，一

2、種天然多酚化合物，對重金屬表現出極強的吸附能力，但是單寧酸的親水性使其不宜直接應用于重金屬污染的修復。因此本文以硅膠為載體，利用Mannich反應將單寧酸固定在其表面，成功制備出一種新型的植物多酚型高分子材料。以單寧酸的固定率為指標，采用單因素分析法研究了合成TIS時的溫度、反應時間、物料比、催化劑等因素，并對吸附材料(TIS)的基本特性及耐酸度進行了測定，得出TIS合成反應的最優(yōu)條件為:反應溫度90℃，反應時間4h，反應物料比1∶0.

3、10∶0.08，反應催化劑2％。TIS基本特性為:粒徑80.24μm±11.34μm，粒子數2.07×1012/g，含水量0.2％，密度1.17g/cm3，耐酸度98.4。
　　本文對硅膠固化單寧酸(TIS)與Pb2+、Cu2+、Zn2+相互作用過程中涉及到的諸多方面進行了研究，如pH值對反應的影響，吸附動力學、吸附熱力學、熱力學分析、結合常數和結合位點數的估算、脫附劑濃度的選擇、溫度對TIS脫附的影響、脫附動力學、TIS的重復利

4、用次數等。結果表明:環(huán)境中不同的pH值對TIS吸附Pb2+、Cu2+、Zn2+有較大的影響，當溶液中的pH小于5時，TIS對Pb2+、Cu2+、Zn2+的吸附能力隨著pH值增大上升幅度較快，溶液pH值大于5時TIS對金屬離子的吸附能力增長率降低，pH為8時TIS對金屬離子的吸附量達到相對較大值。硅膠固化單寧酸(TIS)吸附動力學過程較符合單指數方程，在25℃pH5.5，TIS對Pb2+、Cu2+、Zn2+達到吸附平衡時間約為60min，

5、而將TIS裝入透析袋，達平衡時間約為180min，但最大吸附量較一致;TIS對Pb2+、Cu2+、Zn2+的吸附過程符合Langmuir等溫方程，TIS對Pb2+、Cu2+、Zn2+吸附過程中△G＜0、△S＞0和△H＞0， TIS對金屬離子的吸附過程主要為物理吸附過程;TIS對Pb2+、Cu2+、Zn2+結合位點數n1、n2、n3分別為7.80×107、2.36×108、1.42×108，結合常數K1、K2、K3分別為2.57×105、

6、1.69×104、3.52×104。選擇1mol/L的鹽酸為脫附劑，溫度對脫附的影響不大;常溫下脫附劑對Pb2+、Cu2+、Zn2+三種金屬離子在TIS上的脫附率分別達到了96.27％、95.55％和91.74％;已吸附金屬離子材料脫附時，Cu2+、Zn2+達脫附平衡的時間為30min，Pb2+達脫附平衡的時間大約為50min;吸附材料對重金屬離子吸附六次后，吸附能力約降低了7.01％，TIS具有良好的再生能力。
　　接著我們自制